Образование   №6 /январь-февраль 2019/

Океан кислоты

Процесс закисления Мирового океана растет пугающими темпами. Что будет с рыбой?

Британские ученые, но не те, о которых в Интернете шутят, а вполне серьезные, из престижного Эксетерского университета, дали довольно мрачный прогноз: процесс закисления Мирового океана растет пугающими темпами. С 1890 года уровень CO2 вырос на 30%, а если брать последние 25 лет, то на 8%. А к концу этого столетия Мировой океан и вовсе станет в 2,5 раза кислее, чем сейчас. Возникает вопрос: как к этому относиться и что будет с рыбой?
Текст: Антон Филинский

С одной стороны, очевидно, что морские экосистемы ждут определенные неприятности. Например, частичная потеря морскими обитателями обоняния, утрата способности создавать раковины у моллюсков, сокращение кормовой базы рыб. Таковы последствия несложных химических реакций. Так, снижение в воде объема карбоната кальция ударит по моллюскам, токсичность водорослей создаст проблемы для фитопланктона, воздействие кислоты на известняк приведет к замедлению роста и обесцвечиванию кораллов.

Откуда взялась эта проблема? Главных причин две: автомобилисты и нефтяники. Углекислый газ ведь попадает в воду из атмосферы. А туда он попадает из выхлопных труб сотен миллионов автомобилей. Не отстают и нефтяники, которые сжигают так называемый попутный нефтяной газ — ПНГ, образующийся в процессе добычи нефти. В принципе, ПНГ можно использовать, скажем, для отопления поселков и небольших городов, но дешевле его просто сжечь, отравив атмосферу все тем же углекислым газом. Конечно, нефтяники во всем мире дружно рапортуют, что с каждым годом сжигают все меньше ПНГ, но и того, что остается, с лихвой хватает для создания парникового эффекта.

На ежегодной климатической конференции ООН делегатам представили больше 350 работ по исследованию последствий закисления океанов. В рамках программы BIOACID с 2009 года над проблемой работали более 250 ученых из разных стран. Исследования проводились в лабораториях и в «полях», точнее, в морях, в том числе в Северном море, Прибалтике, Арктике и Папуа — Новой Гвинее.

Фото: Getty Images
Вот в таких гигантских колбах ученые проводят замеры химических веществ, содержащихся в морской воде, и приходят к неутешительным выводам. Углекислого газа становится все больше.

Согласно собранным данным, половина всех организмов, которых в качестве эксперимента помещали в среду более кислую, чем должно быть, отреагировала на эти изменения негативно. Более того, в ходе работы ученые разных стран пришли к выводу: закисление Мирового океана может нарушить пищевые цепи. К примеру, чтобы отследить, насколько губительными будут последствия изменения уровня pH в воде, ученые отобрали для анализа моллюсков — морских улиток из отряда крылоногих. Наблюдения показали, что длительное пребывание в кислой среде приводит к коррозии их панцирей. В поверхности раковин появились самые настоящие дыры, то есть они начали буквально растворяться!

Дальнейшие химические анализы показали резкую нехватку у организмов карбоната кальция, который моллюски получают из воды. Но из-за окисления карбонат-ионы вместо того, чтобы связываться с кальцием, вступают в реакцию с водородом, разрушая панцири и раковины. При этом эксперты уверяют, все это не означает для организмов неминуемую гибель. Но если закисление продолжится, оно сделает моллюсков более уязвимыми к инфекциям и поставит их под угрозу исчезновения. Для мировой экосистемы такой сценарий стал бы настоящий катастрофой, ведь моллюски — основа рациона большинства гидробионтов, населяющих океаны.

Фото: Getty Images

Но есть и другие проблемы, которые уже выражены куда существеннее, чем ослабление панцирного покрова морских улиток. Рыба теряет нюх! Из-за изменения кислотности среды угнетаются ее обонятельные функции. Но, что интересно, рыбы утрачивают чувствительность не ко всем запахам, а лишь к тем, что напрямую связаны с выживанием. Им стало сложнее искать пищу, распознавать хищников и определять подходящее место для нереста.

Специалисты провели эксперимент, поместив рыб в резервуары с разной концентрацией углекислого газа. Позже в воду добавили клетки из организма хищника, а именно — желчь морского черта. Казалось бы, ощущение присутствия такой угрозы должно напугать кого угодно. Вот только рыбы, находящиеся в более кислой воде, практически не заметили опасности. Они слабее реагировали на запах хищника и медленнее двигались. Причем чем дольше они находились в непривычной для себя среде, тем более явными были изменения в их поведении.

Исследователи проверили и влияние кислотности воды на способность рыб чуять добычу. В качестве пищи в аквариумы добавляли аминокислоты. Но и тут результаты оказались неутешительными. В шести опытах из десяти активность периферических сенсорных нейронов системы обоняния была ниже нормы. Реакция в кислой среде оказалась наполовину слабее реакции в резервуаре с нормальным уровнем CO2. А изучение генов, участвующих в развитии обонятельной системы у молодняка, и вовсе показало, что в кислой среде их функции практически полностью подавляются.

Закисление Мирового океана может губительно сказаться на коралловых рифах, которые являются важной частью подводных экосистем.

Первыми уже приняли кислотный удар обитатели вод Антарктики. Дело в том, что углекислый газ гораздо быстрее растворяется именно в холодной воде. И полярные воды закисляются в два раза активнее, чем в тропических или умеренных регионах. В средних широтах внешне пока ситуация более благополучная. Но глубинные процессы всегда проходят медленно, вот только потом что-то изменить может быть уже поздно. С другой стороны, голову пеплом посыпать все же не стоит. Многие ихтиологи считают, что большинство видов рыб сможет приспособиться к новым условиям. Правда, как быстро это будет происходить, загадывать никто не берется.

Кто изучает закисление океана

Профессор Эксетерского университета Кэрол Тэрли:

«Исследование BIOACID внесло огромный вклад в изучение влияния повышения кислотности океанских вод на широкий спектр морских организмов, от микробов до видов рыб. Нам удалось выяснить, как комбинация явлений, таких как потепление и закисление океана, и других факторов может оказать влияние на экологическую систему и людей. Становится очевидным, что вопрос кислотности океана и его экосистем не следует игнорировать!»

Профессор Эксетерского университета Ульф Рибезелл:

«Повышение кислотности влияет на морскую жизнь всех групп, хотя и в разной степени. Тепловодные кораллы обычно более чувствительны, чем холодолюбивые кораллы. Моллюски и улитки более чувствительны, чем ракообразные. Мы обнаружили, что на ранней стадии жизни организмы более подвержены негативному воздействию, чем взрослые особи. Но даже если повышение уровня кислотности океанских вод не наносит непосредственного вреда определенному виду или организму, этот процесс может затронуть их косвенно в силу изменений в среде обитания или пищевой цепочке. В конце концов, эти изменения повлияют на многое, что дает нам океан!»


Опубликовано в категории:

Образование | 16.04.2019 №6 /январь-февраль 2019/



Обсудить